專利名稱：一種用于術中放射治療機的電子束偏轉方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及物理領域，尤其涉及醫(yī)用電子直線加速器，特別涉及可移動的術中放射治療技術，具體的是一種用于術中放射治療機的電子束偏轉方法和裝置。
背景技術：
電離輻射的治療作用是電離輻射作用于人體后發(fā)生一系列物理、化學和生物反應的結果。在手術中切除惡性腫瘤組織后，術中顯露的組織血供良好，處于有氧代謝狀態(tài)，因 此對放療更加敏感(氧效應)。對于非根除性腫瘤，可疑非根除性腫瘤或手術不能切除的腫瘤，術中給予腫瘤和殘留病變及可能產生轉移、復發(fā)部位一次性大劑量照射，對不能切除或不能完全切除的腫瘤可以起到有效的姑息作用(縮小瘤體，減輕疼痛，止血，緩解癥狀等)，明顯提高患者生存率和生活質量，清除微小轉移灶降低瘤床腫瘤殘存的機會。但是，臨床上腫瘤患者需在外科手術室手術，然后再被轉送到放射治療科治療室進行照射，整個過程必須攜帶各種監(jiān)護儀、搶救器材等，相當困難和不便。理想的手術過程，應該是手術床不動的狀態(tài)下，完成從手術到放射治療的整個過程?，F(xiàn)有技術中，中、高能醫(yī)用電子直線加速器的加速管放置在一個可繞中心旋轉的機架上，大體成水平方向。從加速管引出的水平電子束流必須經(jīng)偏轉磁鐵變成垂直方向的束流去轟擊散射箔形成所需的電子線，才能對平躺的患者做治療。而實際上照射角度并不都是垂直的，大多數(shù)腫瘤治療是按一定角度照射的。但單個機架只能在一個平面內旋轉，為了達到按角度照射的目的，現(xiàn)階段國內外基本上都是采用旋轉機架和小角度旋轉治療床面的方法來實現(xiàn)。但是仍然不能實現(xiàn)三維角度出束的手術要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于術中放射治療機的電子束偏轉方法，所述的這種用于術中放射治療機的電子束偏轉方法要解決現(xiàn)有技術中放療機中不能實現(xiàn)三維角度出束的技術問題。本發(fā)明的這種用于術中放射治療機的電子束偏轉方法包括一個利用偏轉磁鐵改變加速管引出的水平電子束流的方向的過程，其中，在所述的利用偏轉磁鐵改變加速管引出的水平電子束流的方向的過程中，所述的偏轉磁鐵采用電磁鐵，通過控制電磁鐵的電流大小來改變加速管的電子射出方向。本發(fā)明還提供了一種用于術中放射治療機的電子束偏轉裝置，所述的這種用于術中放射治療機的電子束偏轉裝置包括機架、兩個偏轉電磁鐵、真空盒、初級準直塊、真空盒固定板和束流角度控制器，其中，所述的兩個偏轉電磁鐵設置在所述的機架上，所述的真空盒通過所述的真空盒固定板設置在機架上，兩個偏轉電磁鐵左右對稱地設置在所述的真空盒的兩側，任意一個所述的偏轉電磁鐵均各自由鐵芯和線圈構成，任意一個所述的線圈均與所述的束流角度控制器連接，所述的初級準直塊設置在真空盒出束口的下方。進一步的，線圈套設在鐵芯外。
進一步的，所述的機架通過一個轉軸設置在一個支架中，所述的機架在所述的支架中的擺動角度在正負45度之間。進一步的，所述的真空盒出束口的出束角在60 120度之間。本發(fā)明的工作原理是電子束中的電子在磁場中運動時受洛倫茲力的作用作曲線運動，電子束發(fā)生偏轉。當電子運動運動方向與磁場垂直時，洛倫茲力的方向垂直于磁場和粒子運動的方向。利用計算機通過束流角度控制器按照預定的出束角度方案控制偏轉電磁鐵上線圈的電流大小，改變電子射出的方向。再加上機架可在正負45度的范圍內繞靶體連續(xù)轉動，因此可達到需要的三維出束角度，滿足不同治療部位及治療方向的需求。本發(fā)明和已有技術相比較，其效果是積極和明顯的。發(fā)明利用偏轉電磁鐵控制加速管引出的水平電子束流在60度至120度各種不同的角度內任意偏轉，可實現(xiàn)三維傾斜角度治療。利用電磁偏轉，幾秒鐘就可以改變電子射出的方向，擺位的速度比旋轉機架更為迅速，方便度優(yōu)于雙機架旋轉，結構更簡單合理，極大的降低了制造成本。


圖I是本發(fā)明中的用于術中放射治療機的電子束偏轉裝置的原理圖。圖2是本發(fā)明中的用于術中放射治療機的電子束偏轉裝置的結構示意圖。圖3是本發(fā)明中的用于術中放射治療機的電子束偏轉裝置的相對于一個轉軸的轉動位置示意圖，圖中的兩個虛線圖為左右極限位置。
具體實施例方式實施例I圖I中U-偏轉電壓、V-經(jīng)過加速后的電子速度、E-偏轉電場、D-偏轉磁鐵距離、I-偏轉磁鐵寬度、Φ/2-偏轉角度、E = U/D。如圖I所示，當時間t = O時，電子由坐標原點O進入，此時電子速度為V，因為V與X軸平行，所以vx = v,vy = O。而電場E在y方向上，電子在X方向不受力,所以在X方向上電子勻速運動，位移與時間的關系X = Vt(I)在y方向上，電子初速度Vy，受電場E的作用力為-eE，電子作初速度為零的勻加速度運動，加速度ay ---f、
(2)式中m為電子質量。8丨與E方向相反，與y軸方向一致。y方向上位移y與時間的關系為
I 2 eE 2
「0021! y ~_=—tL 」 2 y 2m(3)由⑴(3)兩式消去t即得
1eEx1y = -~-
2mv⑷(4)式表明在界限I內電子運動軌跡為一拋物線。設進入偏轉場之前，使電子加速的加速極上的電壓為V2，加速場對電子所作的功等于電子的動能，所以
權利要求
1.一種用于術中放射治療機的電子束偏轉方法，包括一個利用偏轉磁鐵改變加速管引出的水平電子束流的方向的過程，其特征在于在所述的利用偏轉磁鐵改變加速管引出的水平電子束流的方向的過程中，所述的偏轉磁鐵采用電磁鐵，通過控制電磁鐵的電流大小來改變加速管的電子射出方向。
2.一種用于術中放射治療機的電子束偏轉裝置，包括機架、兩個偏轉電磁鐵、真空盒、初級準直塊、真空盒固定板和束流角度控制器，其特征在于所述的兩個偏轉電磁鐵設置在所述的機架上，所述的真空盒通過所述的真空盒固定板設置在機架上，兩個偏轉電磁鐵左右對稱地設置在所述的真空盒的兩側，任意一個所述的偏轉電磁鐵均各自由鐵芯和線圈構成，任意一個所述的線圈均與所述的束流角度控制器連接，所述的初級準直塊設置在真空盒出束口的下方。
3.如權利要求3所述的用于術中放射治療機的電子束偏轉裝置，其特征在于線圈套設在鐵芯外。
4.如權利要求3所述的用于術中放射治療機的電子束偏轉裝置，其特征在于所述的機架通過一個轉軸設置在一個支架中，所述的機架在所述的支架中的擺動角度在正負45度之間。
5.如權利要求3所述的用于術中放射治療機的電子束偏轉裝置，其特征在于所述的真空盒出束口的出束角在6(Γ120度之間。
全文摘要
一種用于術中放射治療機的電子束偏轉方法，通過控制加速管前端電磁鐵的電流大小來改變加速管的電子射出方向。實現(xiàn)該方法的裝置包括機架、兩個偏轉電磁鐵、真空盒、初級準直塊、真空盒固定板和束流角度控制器，兩個偏轉電磁鐵對稱設置在真空盒兩側，電磁鐵中線圈與束流角度控制器連接，初級準直塊設置在真空盒出束口下方。機架通過轉軸設置在支架中，機架在支架中的擺動角度在正負45度之間。電子束中電子在磁場中受洛倫茲力作用作曲線運動，電子束發(fā)生偏轉。本發(fā)明利用電磁鐵控制加速管引出的水平電子束流在60～120度內任意偏轉，可實現(xiàn)三維傾斜角度治療。擺位速度比旋轉機架更迅速，方便度優(yōu)于雙機架旋轉，結構簡單合理，降低了制造成本。
文檔編號H05H7/04GK102724804SQ20111016537
公開日2012年10月10日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權日2011年6月20日
發(fā)明者方守賢, 杜錫九 申請人:廣東中能加速器科技有限公司, 方守賢, 杜錫九